↩ テクノロジーデータ管理非公開: データレプリケーション: 5 分以内で説明

データレプリケーション: 5 分以内で説明

データはあらゆるビジネスの生命線です。これは成功の鍵であり、情報の収集、意思決定、業務の改善に不可欠です。

ビジネスはデータとアプリケーションに依存して毎日運営されています。しかし、データベースやシステムの 1 つに障害が発生した場合はどうなるでしょうか?

すべての重要なビジネス情報とデータが危険にさらされる可能性があります。

幸いなことに、これが起こらないようにする方法があります。ビジネスデータを保護するための最も効果的な方法の 1 つは、データベースレプリケーションです。これは、あらゆる中小企業、大企業が競争で生き残るために適応しなければならないものです。

この記事では、データレプリケーションとは何か、その仕組み、その他の重要な側面について説明します。

それでは、始めましょう!

コンテンツ 表示

データベースレプリケーションとは何ですか?

ソースデータベースから 1 つ以上の宛先データベースにデータを転送することは、データベースレプリケーションと呼ばれます。多くの場合、あるデータベースから別のデータベースにデータをコピーまたはストリーミングして、すべてのユーザーが表示に使用するシステムに関係なく、同期されたデータにアクセスできるようにします。

データが変更された場合、データ複製ツールは、その変更が宛先データベースにも確実に実装されるようにします。その結果、複数の場所にわたって可用性が向上した分散型データストレージネットワークが構築され、誰もが重要な関連データに迅速にアクセスできるようになります。

データレプリケーションソリューションを使用すると、各ノード全体でのデータの一貫性の向上、データの冗長性の削減、データの信頼性の向上、そして最終的にはパフォーマンスの向上に気づく可能性があります。

データベースレプリケーションは、ソースデータベース上で、またはバッチ操作の一部としてデータが作成、編集、破棄されるときに、リアルタイムで実行できます。

データレプリケーションはどのように機能しますか?

データベースのレプリケーションは、1 回だけ実行することも、継続的なプロセスとして実行することもできます。これには組織のすべてのデータソースが関係し、すべてのソースにデータを転送または配布するために分散データベース管理システム (DDBMS) が使用されます。

ソースデータベースで行われた変更、追加、削除は、必要に応じて他のターゲットデータベースに自動的に同期されます。従来のパブリッシャー/サブスクライバーソフトウェアパラダイムによれば、1 つ以上の「パブリッシャー」と「サブスクライバー」がデータ複製プロセスに関与します。

「パブリッシャー」は変更が行われるシステムまたはソースデータベースであり、「サブスクライバー」は変更がレプリケートされるシステムです。

「パブリッシャー」システムで実行された変更はすべて、「サブスクライバー」データベースに複製されます。ユーザーはサブスクライバデータベースを変更することもでき、その変更はパブリッシャデータベースに複製されます。システムが双方向の場合、これにより、ネットワーク内の他のすべてのサブスクライバに変更が配布されます。

さらに、ほとんどのサブスクライバーは発行者との固定リンクを持っているため、手動介入なしで変更やアップグレードが自動的に行われます。これらの更新は定期的にバッチで発生することも、リアルタイムでトリガーされて適用されることもあります。

データベース複製の種類

データベースレプリケーションの種類には次のようなものがあります。

#1. フルテーブルレプリケーション

フルテーブルレプリケーションでは、完全なソースデータベースのコピーがターゲットストレージに作成されます。これにより、新しい行、変更された行、既存の行を含む行がパブリッシャーからサブスクライバーに移動されます。

ただし、このレプリケーションのアプローチは、すべてをコピーするのに必要なコンピューティング能力とネットワーク帯域幅の要件により、高いメンテナンスコストにつながります。特にデータ量が大きい場合、ネットワークに負担がかかり、レプリケーションの遅延が発生する可能性があります。

#2. スナップショットレプリケーション

このデータベースレプリケーションでは、ソースデータベースのスナップショットを使用して、ターゲット宛先データベースにデータをレプリケートします。新規、更新、削除などのデータ変更は考慮されません。代わりに、その時点で収集したもののコピーを作成します。

データの変更が非常に少ない場合には、このレプリケーション手法が適しています。これはテーブル全体のレプリケーションよりも大幅に高速ですが、物理的に削除されたデータは追跡されません。

#3. マージレプリケーション

マージレプリケーションは、データベース同期を使用して、データベースオブジェクトとデータをあるデータベースから別のデータベースに転送および分散するプロセスです。このプロセスではサブスクライバーとパブリッシャーがデータベースを変更できるため、バージョンに関連したデータの競合が頻繁に発生するため、複雑になります。

サーバーにデプロイされたマージエージェントはすべての変更を同期し、事前定義された競合解決プロセスに従ってデータの競合を解決します。

#4. キーベースの増分レプリケーション

キーベースの増分レプリケーションでは、データベース内のキーまたはインデックスをチェックして、削除、新規、更新などの変更を探します。次に、レプリケーションメカニズムは、必要なレプリケーションキーのみをレプリカデータベースにコピーして、最後の更新以降の変更を反映します。これらのキーは通常、タイムスタンプ、日付、または整数です。

指定された変更のみがレプリカデータベースにレプリケートされるため、プロセスが速くなります。残念ながら、プライマリデータベースレコードを消去すると重要な値が削除されるため、この方法では物理的な削除はできません。

#5. ログベースの増分レプリケーション

このタイプのデータベースレプリケーションでは、データベースのバイナリログファイルに従ってデータが複製されます。バイナリログファイルを検査すると、プライマリデータベースに対して実行された変更 (更新、挿入、削除など) に関する情報が提供されます。次に、同じ変更または更新が宛先データベースで実行されます。

これは、特に静的データベースの場合に効率的であるため、データレプリケーションの最も広く使用されている方法の 1 つです。さらに、Oracle、MongoDB、MySQL、PostgreSQL など、ほとんどのデータベースプロバイダーがこれをサポートしています。

#6. トランザクションレプリケーション

ソースデータに新たな開発があった場合、トランザクションレプリケーションにより、既存のすべてのデータがソースデータベースからターゲットの場所に移動されます。次に、同じトランザクションをレプリカで実行します。

これは効率的なレプリケーション方法ですが、モデルは主に読み取りアクティビティで使用され、作成、削除、または更新操作ができない場合があります。

DB レプリケーションが重要な理由

データベースのレプリケーションは、次の理由により重要です。

データの信頼性と可用性

データレプリケーションにより、データの可用性が向上します。データベースのバックアップを提供することで、異常な状況でサーバーに障害が発生した場合に重要な役割を果たします。こうすることで、データは他の場所でも利用できるため、時間を節約できます。また、関連する最新データを複数のサーバーに安全に保存することで、データの信頼性を高めます。

災害からの回復

データベースのレプリケーションは、サーバー障害が発生した場合に役立ちます。これは、単一のサーバーに依存するのではなく、データと最近の変更を他のサーバーの場所に複製して保存するため、災害管理と復旧の優れた技術です。

サーバーのパフォーマンス

データを複数のサーバーで処理および操作すると、データアクセスが大幅に高速になります。さらに、管理者は、すべてのデータ読み取り操作をレプリカに指示することで、元のサーバーの処理サイクルを解放して、より多くのリソースを消費する書き込み操作を行うことができます。

ネットワークパフォーマンスの向上

同じデータの複数のコピーを異なる場所に保持すると、トランザクションが実行される場所から関連データを取得できるため、データアクセスの待ち時間が短縮される可能性があります。

たとえば、ヨーロッパ諸国のユーザーは、オーストラリアのデータセンターからデータにアクセスするときに遅延の問題を感じる可能性があります。したがって、このデータのレプリカをユーザーの近くに配置すると、ネットワークの負担を分散しながらアクセス時間を短縮できます。

テストシステムのパフォーマンスの向上

データベースレプリケーションは、迅速な意思決定のために素早いアクセスを必要とするテストシステムのデータ配布と同期を合理化します。

データベースのバックアップとデータベースのレプリケーション

データベースのバックアップとデータベースのレプリケーションは両方とも、いくつかの点で異なります。その一部は次のとおりです。

データベースのバックアップは、使用する前に再構築して復元する必要があります。データベースのバックアップとは異なり、データレプリケーションは再構築の必要がなく、すぐに使用できます。
データベースのバックアップは、組織のバックアップ/復元プロトコルに応じて、ファイルまたはフォルダー、データベースデータファイル、およびアプリケーションファイルで構成されます。対照的に、データベースレプリケーションは、完全なボリューム、ファイルシステム、データベース、アプリケーションを複製するためによく使用されます。
バックアップとレプリケーションはどちらもデータ保護手段です。前者は、目標復旧時点 (RPO) を引き下げ、データ損失を防ぐことに関するものです。一方、後者は目標復旧時間 (RTO) を短縮し、ビジネスの継続性を確保し、ダウンタイムを最小限に抑えるように設計されています。
データベースのバックアップは、データ全体の損失を回避する低コストの方法です。これはコンプライアンスに不可欠であり、運用の継続を保証するものではありません。逆に、レプリケーションにより、停電後でもビジネスアプリケーションとプロセスを常に利用できることが保証されます。
データベースのバックアップは、企業記録の長期保存など、コンプライアンスと詳細なリカバリに関係します。一方、データベースのレプリケーションとリカバリは、災害復旧、つまり停止または破損後の操作の迅速かつ簡単な再開に重点を置いています。
データベースのバックアップは、実稼働サーバーからデスクトップに至るまで、職場で一般的に利用されています。それどころか、データベースレプリケーションは、常に利用できる必要があるミッションクリティカルなアプリケーションに頻繁に使用されます。

データベース複製のテクニック

組織は、正確な技術に従ってデータを移動することで、データを複製できます。これらの戦略は、上で説明した種類のレプリケーションとは異なります。

#1. データベース全体のレプリケーション

データベース全体のレプリケーションは、データベース全体を複製して、さまざまなホストで使用できるようにします。これにより、最大限のデータの冗長性と可用性が確保されます。これにより、グローバル企業の場合、アジアのユーザーが北米のユーザーと同じ速度で同じデータにアクセスできるようになります。アジアのサーバーに障害が発生した場合、ユーザーはヨーロッパまたは北米のサーバーをバックアップとして利用できます。

ただし、この手法の欠点は、更新手順が遅いことです。また、各ファイルの場所の一貫性を保つことも難しく、データが継続的に変更される場合にはこれが重要になります。

#2. 部分的なデータベースのレプリケーション

部分データベースレプリケーションは、データベース内のデータを部分に分割し、各サイトの関連性に応じて異なる場所に保存するプロセスです。

保険査定人、財務カウンセラー、営業専門家は、部分的な複製から利益を得ます。これらの従業員は、部分的なデータベースを他のデバイスまたはラップトップに持ち込んで、それらを中央サーバーと定期的に同期できます。

アナリストにとっては、ヨーロッパのデータはヨーロッパで、オーストラリアのデータはオーストラリアなどで維持する方が経済的である可能性があります。これは、高度な分析のために包括的なデータセットを本社に保管しながら、データを消費者の近くに維持することを意味します。

データベース複製の欠点

データレプリケーションは仕事や会社に大きな価値をもたらす可能性がありますが、次のような欠点もあります。

コストが高くなる

データが複数の場所に複製されて保存される場合、より多くのストレージスペースとコンピューティングリソースが必要になります。このハードウェアとコンピューティングリソースの需要の増加は、追加のストレージデバイス、サーバー、ネットワークインフラストラクチャの購入と維持を含むコストの増加につながる可能性があります。

時間の制約

データレプリケーションは、ある場所から他の複数の場所にデータをコピーし、すべてのコピー間で一貫性を維持する複雑なプロセスです。このプロセスは、特に大量のデータをレプリケートする必要がある組織の場合、かなりの時間がかかる場合があります。

帯域幅

複製されるデータの量が増加すると、帯域幅の要件も増加し、ネットワークリソースに負担がかかる可能性があります。

一貫性のないデータ

分散環境でデータをレプリケートする場合、すべてのレプリカ間で更新が一貫して行われないと、データが同期しなくなるリスクがあります。これにより、データに一貫性がなくなる可能性があり、解決するには余分な労力が必要になる場合があります。

データベースレプリケーションの使用例

データレプリケーションは、次のような多くの場合に使用できます。

負荷分散

データを複数のサーバーに複製することにより、負荷がこれらのサーバー全体に分散され、パフォーマンスが向上します。したがって、負荷分散により、単一サーバーが多すぎるリクエストによって圧倒されることがなくなり、トラフィックが多い期間でもシステムの可用性と応答性が維持されます。

データウェアハウジング

データウェアハウスは、複数のソースからの大量のデータを保存するための集中リポジトリです。これらのソースからデータウェアハウスにデータをレプリケートすると、組織は一元的かつ組織的な方法でデータを分析し、レポートできるようになります。

地域を越えた展開

データを複数のリージョンにレプリケートすることで、組織はデータのアクセス性と冗長性を向上させることができます。リージョンに障害が発生した場合でも、別のリージョンからデータにアクセスできます。さらに、複数のリージョンにデータを置くことで、世界のさまざまな地域にいるユーザーのアクセス速度を向上させることができます。

バックアップとアーカイブ

データをセカンダリストレージにレプリケートすると、組織はデータのコピーを長期保存するのに役立ちます。これにより、データに簡単にアクセスできるようになり、プライマリストレージに障害が発生した場合でもデータが失われることがなくなります。

データの同期

複数のシステム間でデータをレプリケートすると、どこでもデータが同期され、一貫性があり、最新の状態に保たれるようになります。これは、複数のシステムから同じデータにアクセスできる必要がある電子商取引などのアプリケーションにとって重要です。

複数拠点のコラボレーション

複数のサイト間でデータをレプリケートすると、組織はリアルタイムでデータを共有できるようになり、コラボレーションと生産性の向上が可能になります。これは、複数の場所にチームがいる組織や、パートナーや顧客とデータを共有する必要がある企業に特に役立ちます。

学習リソース

このトピックをさらに理解するのに役立つ学習リソースをいくつか紹介します。

#1. データベースレプリケーション by Bettina Kemme

プレビュー	製品	評価	価格
	データベースレプリケーション (データ管理に関する総合講義 7)	まだ評価がありません		アマゾンで購入する

この本は、さまざまな同時実行性とレプリカ制御メカニズム、およびそれに関する問題を理解するのに役立ちます。

#2. データベースレプリケーション: 完全ガイド:

プレビュー	製品	評価	価格
	データベースレプリケーション完全ガイド – 2020 年版	まだ評価がありません	$81.30	アマゾンで購入する

この本では、質問を説明し回答することで、データベースレプリケーションの課題に直面する準備を整えます。

結論

データレプリケーションは、今日の急速に成長するデータ主導の世界では過小評価されている戦略です。したがって、あなたがビジネスオーナーであれば、そのメリットに驚くでしょう。

ただし、送信元と送信先の数が増加するにつれて、企業はそれに伴う課題に直面する準備をしなければなりません。このため、信頼性が高く、スケーラブルなデータ複製戦略が役立つ場合があります。

パフォーマンスを分析するために、いくつかの便利なデータベース監視ソフトウェアを検討することもできます。